Abstrak: Pembelajaran matematika hendaknya tidak cukup hanya mencakup pada penguasaan konsep matematika, tetapi juga penguasaan dalam mengaplikasikan konsep matematika dalam kehidupan nyata dan dunia kerja. Kemampuan matematika aplikatif, seperti kemampuan menyajikan data, menganalisis, menginterpretasikan data, serta mengkomunikasikan ide sangat perlu dikuasai oleh mahasiswa terutama dalam meningkatkan kemampuan pemecahan masalah. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengetahui peningkatan kemampuan pemecahan masalah matematis mahasiswa melalui model Problem Based Learning. Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen semu dengan desain pretest-posttest dengan sampel adalah mahasiswa program studi Pendidikan Matematika Universitas HKBP Nomensen-Pematangsiantar yang berjumlah 30 orang. Instrumen yang digunakan adalah tes kemampuan pemecahan masalah yang berjumlah empat butir soal untuk masing-masing test (pretest maupun posttest). Besarnya peningkatan yang terjadi dihitung dengan rumus gain ternormalisasi yang hasilnya menunjukkan bahwa terdapat peningkatan kemampuan pemecahan masalah mahasiswa pada matakuliah Kalkulus Diferensial sebesar 0,4493 yang termasuk dalam kategori sedang.Kata Kunci: kemampuan matematika, kemampuan pemecahan masalah, problem based learning.